共同研究・競争的資金等の研究課題

• 白亜紀の国際標準年代尺度の確立と北西太平洋の白亜紀古環境変動
  科学研究費助成事業
  2025年04月01日 - 2030年03月31日
  高嶋 礼詩, 黒田 潤一郎, 西 弘嗣, 沢田 健, 山中 寿朗, 松本 廣直
  日本学術振興会, 基盤研究(A), 東北大学, 25H00680
• 暁新世にアジア大陸の生態系はどのように復活したかーK/Pg後の復活過程の全容解明
  科学研究費助成事業
  2024年04月01日 - 2029年03月31日
  西 弘嗣, 高嶋 礼詩, 沢田 健, 黒柳 あずみ, 林 圭一
  日本学術振興会, 基盤研究(B), 福井県立大学, 24K00746
• 植物化石の抵抗性高分子分析の高精度化と白亜紀温室期の陸域古環境変動の復元
  科学研究費助成事業
  2024年06月28日 - 2027年03月31日
  沢田 健
  日本学術振興会, 挑戦的研究(萌芽), 北海道大学, 24K21557
• 新第三紀の北太平洋における海洋基礎生産変動と海-陸間の生物地球化学的連鎖の解明
  科学研究費助成事業
  2022年04月01日 - 2026年03月31日
  沢田 健, 桑田 晃, 力石 嘉人, 入野 智久, 加藤 悠爾
  本研究では、深海掘削および陸上調査によって得られた新第三紀堆積物から、藻類および陸上植物の分子化石（バイオマーカー）、藻類微化石、生物源シリカを分析し、新生代の北太平洋におけるグローバルな海洋ー陸域間の生物地球化学的循環と生態系の連鎖（リンケージ）、環境気候システムとの関連性を解明する。海洋・陸域生態系が駆動する長時間スケールの物質循環システムの解明という観点から、海洋基礎生産と陸源有機物の海洋への輸送量の変動の体系的で定量性の高い復元を目指す。さらに、新しい古環境復元法を確立するため、新規の藻類バイオマーカーの探索とその解析法、陸上植物バイオマーカーの分子内同位体比解析法を開発する。2022年度における主な研究成果は次のとおりである。
  1. 北部北太平洋アラスカ湾掘削コア（U1417）のバイオマーカー分析を行い、珪藻、ハプト藻、渦鞭毛藻、真正眼点藻などに由来するバイオマーカーを検出し、低分解能で大まかではあるが過去1000万年間の海洋基礎生産変動を復元した。また、ハプト藻由来の長鎖アルケノンおよび真正眼点藻由来の長鎖アルキルジオールを用いた古水温計によって海洋表層水温の変動を復元した。これらの水温の変動パターンは概ねよく一致し、全体的には中新世以降の全球的な寒冷化傾向を示すことがわかった。
  2. 北海道中南部の日高町などに分布する中新統荷菜層における泥質堆積岩から、陸上セクションからは極稀な長鎖アルケノンが検出されることを発見した。そのアルケノン古水温計を用いて中期～後期中新世における体系的な海洋表層水温と海洋基礎生産の変動を復元した。
  3. 陸源有機物において陸上植物だけでなく菌類のような生物のバイオマーカーにも着目し、特に地衣類の生体試料を用いて、新規のバイオマーカーを検討した。その結果、ファルネンなどのテルペノイドがそのバイオマーカーになり得ることを明らかにした。
  日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 23K22610
• 新第三紀の北太平洋における海洋基礎生産変動と海-陸間の生物地球化学的連鎖の解明
  科学研究費助成事業
  2022年04月01日 - 2026年03月31日
  沢田 健, 桑田 晃, 力石 嘉人, 入野 智久, 加藤 悠爾
  日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 22H01339
• 地圏におけるタンパク質の保存機構および古生物学的応用に関する研究
  科学研究費助成事業
  2023年07月26日 - 2025年03月31日
  沢田 健, UMAMAHESWARAN RAMAN
  本研究では、地圏に存在する数100万年前より古い年代の化石や堆積物中に残されたタンパク質様物質の保存機構を解明する。北海道から産出した保存状態のよい古第三紀（約3000万年前）の海生哺乳類の骨化石などを対象にして、タンパク質の化石成因学（タフォノミー）調査および古生態学的な研究を行う。特に熱分解GC-MSなどの技術を開発して、化石タンパク質とその変質した化合物の分析に応用する。さらに、タンパク質の変質過程の模擬実験も合わせて行い、タンパク質から生成される窒素を含む脂質高分子の同定・定量分析法を開発し、脊椎動物化石中の化石高分子を用いた古生物化学研究法の確立を目指す。2023年度のおもな研究成果は次のとおりである。
  1. 北海道足寄町の漸新統茂螺湾層から産出したクジラおよび束柱類（アショロア、ベヘモトプス）の骨化石において薄片を作製し、その蛍光顕微鏡観察および走査電子顕微鏡-エネルギー分散型 X 線分析(SEM-EDS)を行った。クジラとベヘモトプスにおいて骨において典型的な小柱マトリックスなどが観察された。また、微化石のような形態が見られ、珪藻化石であると推定した。SEM-EDSの結果を加え、骨化石の堆積環境や埋積・化石化過程を推察した。
  2. アショロア、ベヘモトプスの骨化石において脂質バイオマーカー分析を行った。その結果、もとの死滅した動物体に由来するステロイドなどの成分に加えて、バクテリアなど分解者に由来する多様な成分も検出された。これらのバイオマーカーから骨化石の熟成度や化石の保存状態を示す定量データを得ることができた。
  3. 骨化石の熱分解GC-MS分析による化石タンパク質の測定法の開発を始めた。試験的に現生動物試料のタンパク質を対象に分析し、予想通りにジケトピペラジンなどのポリペプチド熱分解分子が検出されることを確認した。
  日本学術振興会, 特別研究員奨励費, 北海道大学, 23KF0100
• 東アジア初の完全なK/Pg境界層から探る白亜紀末・大量絶滅における環境変動
  科学研究費助成事業
  2021年04月05日 - 2025年03月31日
  高嶋 礼詩, 黒田 潤一郎, 西 弘嗣, 沢田 健, 林 圭一, 折橋 裕二, 星 博幸
  日本学術振興会, 基盤研究(A), 東北大学, 21H04503
• 極限温暖化時に生じた森林大崩壊の全容解明
  科学研究費助成事業
  2020年04月01日 - 2024年03月31日
  西 弘嗣, 高嶋 礼詩, 沢田 健, 柴田 正輝
  本年度は下部白亜系に焦点をあて、蝦夷層群以外にも野外調査と試料の採集を実施した。下部白亜系下部では、福島県南相馬市に露出する相馬中村層群と宮城県気仙沼市大島の大島層群で柱状図の作成と泥岩、凝灰岩試料の採集を実施した。有機炭素の炭素同位体比を測定した結果、両地層からLate Valanginian Event層準を特徴づける炭素同位体比曲線のピークを両層群から見出すことができた。北海道の蝦夷層群下部の惣芦別川層～シューパロ川層でもルートマップの作製および泥岩・凝灰岩試料の採集を実施した。泥岩試料については高解像度での採集を行い、炭素同位体比の測定を実施している。凝灰岩試料については、放射年代の測定を行い、下部白亜系の年代モデルを構築が可能となった。
  有機地球科学分析では、比較研究のため米国のGreat Valley Sequence (GVS)のOAE2時の地層で陸上植物に由来する芳香族テルペノイドを用いた古植生解析を行った。被子/裸子植生比は、OAE層準では1st build-upなどにおいて一時的に減少傾向を示すものの、OAE層準を通して徐々に増大し回復期以降で減少することが明らかとなった。さらに、蝦夷層群佐久層から菌類バイオマーカーの探索と群集組成を評価する指標の開発を行った。羽幌川層では陸源ケロジェン・花粉分析を行い、被子植物花粉/裸子植物花粉個数比を明らかにした。恐竜化石では、植物食恐竜の中で特殊化した摂食方法を獲得した鳥脚類に注目し、この時期に生じた温暖化による植物相変化との関連性を考察した。アプチアン期以前、イグアノドンに代表される原始的なグループは、欧州や北米に生息していたが、アジア地域ではオーテリビアン期の立川層以外では知られていない。アプチアン期からアルビアン期になると、ハドロサウルス上科がアジアで多様化した。しかし、手取層群北谷層では、進化的な種と原始的な種が共存していたことがわかった。
  日本学術振興会, 基盤研究(B), 福井県立大学, 20H02012
• 珪藻姉妹群パルマ藻と原始型中心珪藻の比較生物学による珪藻の起源・繁栄機構の解明
  科学研究費助成事業
  2017年04月01日 - 2020年03月31日
  桑田 晃, 沢田 健, 吉川 伸哉, 一宮 睦雄, 緒方 博之, 中村 洋路, 佐藤 直樹
  珪藻は微細藻類ながら熱帯雨林と同等の炭酸固定を行い、海洋で最も多様かつ重要な一次生産 者である。だが珪藻の起源ならびに繁栄に到った過程は依然として不明である。近年我々は、珪 藻同様シリカの殻を持つが培養不能であったパルマ藻の培養系構築に世界で初めて成功し、両者 が共通祖先を持つきわめて近縁な生物グループであることを明らかにした。本研究では、珪藻の 進化と繁栄の鍵を握るパルマ藻と原始的かつ全球的に卓越する中心珪藻を対象にゲノミクス・生 理生態学・生物地球化学的解析を実施し、両藻間の詳細な比較により、珪藻の出現から現在の繁栄に到った進化過程の解明を進めた。
  日本学術振興会, 基盤研究(B), 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 17H03724
• 有機分子古植生解析法の高精度化と北日本における過去500万年間の古植生変動の復元
  科学研究費補助金(基盤研究(B))
  2018年 - 2020年
  沢田 健
  文部科学省, 研究代表者, 競争的資金
• 珪藻の進化・繁栄の謎を握る未知の藻類：パルマ藻の生物学
  科学研究費助成事業
  2014年04月01日 - 2018年03月31日
  桑田 晃, 吉川 伸哉, 佐藤 直樹, 中村 洋路, 沢田 健, 一宮 睦雄, 河地 正伸
  珪藻は、全地球の炭酸固定の20%以上を担う海洋で最も重要な微細藻類であるが、その起 源・繁栄機構は依然不明である。我々は、珪藻同様シリカの殻を持つパルマ藻が非常に限られた海域 で生存しながらも珪藻と極近縁で共通祖先を持つことを明らかにした。本研究では、珪藻の起源・繁栄機構の解明にと って格好の対照生物であるパルマ藻の生態学・生理学・藻類学・ゲノミクス・生物地球化学による多面的な解明を目的とし、パルマ藻のシリカ殻形成と分裂機構の解析、パルマ藻・ボリド藻の全球分布の解析、パルマ藻の核ゲノムの解読、生活史と応答過程と各ステージの核相の解析、パルマ藻の分子化石を用いた生物地球化学的解析を進めた。
  日本学術振興会, 基盤研究(B), 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 26291085
• アラスカ湾堆積物から探る北米氷床の消長と海洋環境動態
  科学研究費助成事業
  2014年04月01日 - 2017年03月31日
  須藤 斎, 今野 進, 芦 寿一郎, 松崎 賢史, 沢田 健
  アラスカ湾沿岸域のサイトU1417，U1418およびU1419で得られた連続試料を用いて，氷床発達やそれに伴う陸域削剥量変動史と海洋生物群集変動のリンケージを明らかにすることを目的として研究を継続し，以下のような成果が得られた．
  まず，有孔虫殻解析による放射性同位体データが不足しているアラスカ湾海域において浮遊性有孔虫酸素・炭素同位体比層序による100万年前までの正確な年代モデルを構築した．さらに，珪藻および放散虫化石の生層序と群集組成変動解析結果を，氷床・海底堆積物の化学的・物理的特性と比較し，精密な古環境・堆積場・生物群集の変遷を復元した．
  日本学術振興会, 基盤研究(B), 名古屋大学, 26281006
• 大西洋および日本海深海掘削コアの植物由来有機分子分析による第四紀古植生変動の復元
  科学研究費補助金(基盤研究(B))
  2014年 - 2016年
  沢田 健
  国際深海掘削計画(IODP)北東大西洋イベリア半島沖(U1385)と日本海北海道南西沖(U1423)で掘削された海底堆積物コアにおいて、陸上植物テルペノイドなどの植物バイオマーカーと花粉の分析を行った。その結果、U1423において過去約430万年間の長期の古植生変動を、U1385では酸素同位体比ステージ(MIS)12～10に注目して数百年スケールの短周期の古植生変動を復元した。特に、スギ・ヒノキ科由来やマツ科由来のジテルぺノイド指標による古植生変動が、氷期/間氷期スケールやさらに数百年スケールのグローバルな寒暖の気候変動とよく同調することがわかり、新たな古植生指標として高い適用性を提示した。
  文部科学省, 基盤研究(B), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 26287130
• 海洋ハプト藻類のアルケノン合成経路の解明と基盤技術の開発　　　　　　　　　　　　　　　
  戦略的創造研究推進制度（研究チーム型） （戦略的基礎研究推進事業：ＣＲＥＳＴ）
  2010年 - 2015年
  白岩善博
  JST, 競争的資金
• モンゴルにおけるジュラ紀～白亜紀の被子植物の初期起源群の解明
  科学研究費補助金(基盤研究(B))
  2012年 - 2014年
  高橋 正道, 久田 健一郎, 沢田 健
  前年度に引き続き、モンゴルでの野外調査を継続し, 前年度の対象地域であるシネフダク地域に加え,植物炭化小型化石が含まれていることが確認されているテブシン地域および南部ゴビ地域のツグルグ地域を調査対象とした． 調査には、モンゴル科学アカデミーの研究メンバーおよびAndrew（Yale大学）とHerendeen（シカゴ植物園）が参加し、10日間程度の野外調査とサンプリングを行った。これらの堆積岩を日本とアメリカに輸送し、Degradationとクリーニングを行った。得られた炭化化石を丹念にソーテングし、保存性の良いMesofossilsを抽出する。これらの作業は、数か月以上を要した。９月には、モンゴルの若い研究者Tsolmonを日本に招聘し、植物炭化化石のMesofossilsの研究の処理技術および形態的技法の習得するための支援を行った。被子植物の初期始原群の進化の解明には、東南アジア地域の試料採集地点付近に分布するジュラ紀～白亜紀堆積物の層序を明らかにすることが必要である。この調査は、マレー大学のSone准教授との共同研究として遂行した。久田は、東南アジア・インドシナ半島の調査の一環として、タイ国のナン縫合帯の地質調査を実施した。沢田は, 野外調査によって採取された堆積岩の中から、白亜紀の陸上植物に由来するバイオマーカーを用いて, 溶媒抽出，アルカリ加水分解によって得られたアルキル脂質組成を分析した. 一部の褐炭試料からは顕著にクチン酸が検出され，白亜紀の堆積物においても生々しいクチンが保存されることがわかった．これは白亜紀の堆積物からの初めてのクチン酸の検出例である．広葉化石と針葉化石の分析結果から長鎖アルカノールは白亜紀の植物化石においても落葉広葉樹のマーカーとして応用できることが示唆された．
  文部科学省, 基盤研究(B), 新潟大学, 連携研究者, 競争的資金, 24405015
• 未知の藻類：パルマ藻が解き明かす海洋を支える珪藻の進化　　　　　　　　　　　　　　　
  キャノン財団研究助成金
  2011年 - 2014年
  桑田 晃
  一般財団法人 キャノン財団, 競争的資金
• ＬＩＰ形成時の放出ＣＯ２による温暖化パルス：白亜紀ＯＡＥ２の「２万年事変」の検証
  科学研究費補助金(基盤研究(B))
  2011年 - 2013年
  長谷川 卓, 森下 知晃, 福士 圭介, 沢田 健
  北海道とニュージーランド南島に分布する白亜系セノマニアン／チューロニアン階境界の堆積物について詳細に研究を行うとともに，採集済み試料について実験室内での分析作業を行った．野外調査は，指導博士課程学生の根本俊文が行った．調査の概要は，白亜系セノマニアン／チューロニアン境界の過去の資料採集地点の詳細な確認と，路線マップ作り，および追加試料採集である．別経費により行われた調査の際に，並行して行った．分析作業は，抽出性有機物中に含まれる高等植物由来物質である長鎖n-alkanesの炭素同位体比分析およびその他の高等植物ﾊﾞｲｵﾏｰｶｰに焦点を絞って行った．同位体分析に先立ってガスクロマトグラフおよびガスクロマトグラフ質量分析装置での分析を行った．脂肪族炭化水素分画について炭素同位体比分析を行ったが，目的物質が十分に分離していないものの，「2万年イベント」の層準直下に顕著な正の異常ピークが確認された．これを予察データと位置づけ，次に尿素アダクトによって目的物質の分離を行ったうえで分析を行った．分離は完全とはいかないものの，同位体比を評価するうえでは問題ないと判断できた．結果は，予察データとほぼ同様の正のピークを確認した．「2万年イベント」はバルク炭素同位体比でみられる負のエクスカーションについて名づけられたものだったが，むしろイベントとしてはその直前にみられる正の異常のほうが重要であり，長鎖n-alkanesではその正のイベントが明瞭に表れた．炭素数の異なる長鎖n-alkanesの比率が，その層準にて明瞭に変化することから，この層準では陸域で乾燥化が生じたことが示唆された．被子植物と裸子植物のﾊﾞｲｵﾏｰｶｰの比率を詳細に検討したが，その結果には「2万年イベント」に関連する明瞭な気候変化を示す証拠は得られなかったが，OAE2の開始と同時に被子植物が減少し，寒冷・乾燥化が生じたことが示唆された．．
  文部科学省, 基盤研究(B), 金沢大学, 連携研究者, 競争的資金, 23340158
• パルマ藻と原始型中心珪藻との比較による珪藻の進化機構の探究
  科学研究費補助金(基盤研究(B))
  2011年 - 2013年
  桑田 晃, 大城 香, 斉藤 憲治, 佐藤 直樹, 沢田 健, 吉川 伸哉
  シリカの殻を持ち珪藻に極近縁のパルマ藻は、珪藻の繁栄機構と進化過程を解明する上で格好の対照生物である。本研究では、生態学・生理学・藻類学・ゲノミクス・生物地球化学からパルマ藻の多面的な解明を目的とし、本年度は以下の点を明かにした。パルマ藻・ボリド藻・珪藻間の系統関係: パルマ藻と珪藻の姉妹群のボリド藻との複数株間での分子系統解析により、パルマ藻とボリド藻は同じクレードを形成し珪藻の姉妹群であること。さらにパルマ藻の葉緑体とミトコンドリアのゲノムの解読により、各ゲノムの遺伝子が珪藻の遺伝子と非常に相同性が高く、各ゲノム構造も珪藻と酷似することを明らかにした。個体群動態: 亜寒帯でパルマ藻は、主に冬から春の低水温期に有光層中で増殖し個体群を拡大すること。夏から秋にかけ成層化により表層水温が増殖不可能な15℃を越えると、表層から消失し水温15℃以下の水温躍層下の亜表層で生残すること。秋から冬にかけ水が混合し低水温期に入ると再び増殖を開始することをフィールド調査により明らかにした。シリカの殻形成機構: パルマ藻は珪藻と異なり、シリカ欠乏下でも無殻の細胞のまま増殖でき、珪酸塩存在下でシリカの殻を形成すること。細胞内部で形成されたシリカのプレートが細胞外に送り出され、細胞表面で規則正しく配置され特徴的なシリカの殻が形成されることを培養実験により明らかにした。生活史: パルマ藻は、シリカの殻を持つ通常のステージとボリド藻に類似した鞭毛細胞ステージを生活史に持つことを培養実験により明らかにした。この生活史はシリカの殻のステージと鞭毛ステージ両者を持つ点で、原始的珪藻である中心珪藻の生活史と類似性を持つ。バイオマーカー: パルマ藻は原始的な中心珪藻と共通の脂質バイオマーカーを持つ一方、比較的高分子量のパルマ藻固有の脂質バイオマーカーを持つことを生物地球化学的解析により明らかにした。
  文部科学省, 基盤研究(B), 独立行政法人水産総合研究センター, 連携研究者, 競争的資金, 23370046
• 植物由来有機分子分析による白亜紀温室期の古植生変動の高精度復元
  科学研究費補助金(基盤研究(C))
  2011年 - 2013年
  沢田 健, 高嶋 礼詩
  本研究は、白亜紀堆積層に含まれる陸上植物由来の生物指標分子（バイオマーカー）と抵抗性高分子（ケロジェン）の分析から、長時間スケールの古植生の年代変動を高精度に復元し、さらに植生データを介して白亜紀の陸域環境変動を推定するものである。平成25年度を含む研究期間内でのおもな研究成果は次のとおりである。１．北海道大夕張・天狗ノ沢セクションおよび朱鞠内・大曲沢セクションに分布する蝦夷層群の堆積岩試料のバイオマーカー分析を行い、植物テルぺノイドを用いた被子/裸子植生指標や針葉樹植生指標の解析から古植生変動を復元した。特にセノマニアン/チューロニアン境界付近の層準において高分解能での変動データを得て、被子/裸子植生の急激な変動を見出した。２．植物化石の抵抗性高分子を加水分解して得られる結合態脂肪酸のC18/C16比をRFA-18/16と設定した。この指標を天狗ノ沢の堆積岩試料の陸上植物由来ケロジェンに応用した。RFA-18/16値は木本性/草本性植生比（森林/草原比）を示すものと提案した。さらに、ケロジェンから得られる長鎖n-アルカノールを用いて、新たに落葉広葉樹植生指標を開発した。この結合態n-アルカノール指標からの古植生データは、植物バイオマーカーが示す被子/裸子植物比の変動パターンとよく同調することがわかった．３．蝦夷層群堆積岩から分離したケロジェンの熱分解分析と熱化学分解分析を行った。熱化学分解分析ではケロジェン構造中の脂肪酸ユニットを脂肪酸として分析できるため、簡便的なRFA-18/16分析法になり得る。さらに、標準的なケロジェン試料を用いて、各種の誘導体化試薬による熱化学分解分析を行い、ケロジェンの構造解析のための分析の最適条件を検討した。特にHMDS試薬を用いた熱化学分解分析が、ケロジェンの構造中に含まれているメトキシ基の同定に有用であることがわかった。
  文部科学省, 基盤研究(C), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 23540542
• 白亜紀中期に生じた「メガ・モンスーン事件」の検証
  科学研究費補助金(基盤研究(B))
  2010年 - 2012年
  西 弘嗣, 高嶋 礼詩, 沢田 健, 川幡 穂高, 高嶋 礼詩
  白亜紀中期のAlbian期最初期(1億1300万年前)には,テチス海～大西洋において広く無酸水塊が発達し,海洋生物の絶滅が起こった.このイベントの発生メカニズムを明らかにするため,フランス南東部に露出するこの絶滅イベントの地層に対して,微化石の群集解析,堆積物の有機・無機化学分析および粘土鉱物分析を行った.その結果,このイベントは,温暖化に伴い,陸域が湿潤化し,大量の栄養塩が陸から海に流れ込んだため,海洋表層が富栄養化し,無酸素水塊が発達したことが明らかとなった.
  文部科学省, 基盤研究(B), 北海道大学->東北大学, 連携研究者, 競争的資金, 22403015
• 北太平洋における白亜系統合標準層序の確立
  科学研究費補助金(基盤研究(C))
  2009年 - 2011年
  西 弘嗣, 沢田 健, 高嶋 礼詩, 高嶋 礼詩, 沢田 健
  北海道に露出する白亜系蝦夷層群と根室層群において, 浮遊性有孔虫化石, 渦鞭毛藻シスト化石による白亜系アプチアン階～マーストリチヒアン階に至る詳細な化石層序を樹立した.さらに, 同区間の植物片の炭素同位体比層序と有孔虫殻のストロンチウム同位体比層序を統合するとともに, 12層準において凝灰岩のU-Pb, 40Ar/39Ar年代測定を行い, 高精度の標準統合層序と年代モデルを樹立した.
  文部科学省, 基盤研究(C), 北海道大学->東北大学, 連携研究者, 競争的資金, 21540479
• 堆積物のキノン分析による過去の微生物群集変動の復元
  科学研究費補助金(基盤研究(C))
  2008年 - 2010年
  沢田 健
  堆積物中のイソプレノイドキノンとそれらの類似化合物に着目し,過去の微生物の生物生産や群集組成の年代変動を復元する研究法を開発・検討した。その結果、現世の海底堆積物中の遊離態成分や新第三紀および白亜紀の堆積岩中の高分子有機物(ケロジェン)に結合している成分として、イソプレノイドキノンに構造が類似するトコフェロールが有力な海生藻類バイオマーカー指標として応用できることを提案した。一方、限られた試料において、ケロジェン結合態フィロキノンがシアノバクテリアに由来し、その生産性の指標となることを提案した。また、芳香族キノンが、地衣類の生産性と海洋への移送・堆積量を復元するバイオマーカーに応用できる潜在性も指摘した。
  文部科学省, 基盤研究(C), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 20606001
• Fundamental study on algal lipid with reference to application to bio-oil resource　　　　　　　　　　　　　　　
  JST Basic Research Programs (Core Research for Evolutional Science and Technology :CREST)
  2010年
  競争的資金
• 新生代の大陸基礎生産と地球気候変動
  科学研究費助成事業
  2006年 - 2008年
  鈴木 徳行, 沢田 健, 渡邊 剛
  高等植物バイオマーカーの安定水素同位体比と菌類バイオマーカーの存在度に注目して地質時代における陸域の水循環を評価する方法を提案した. 新生代始新世・漸新世の一連の堆積岩に適用した結果,同時期の中緯度陸域は著しく多雨湿潤であり,顕著な基礎生産と炭素固定が行われていたと考えられる. 新生代始新世から現在までの長期的な地球気温の低下は草本質植物の進化拡大や大陸基礎生産による生物フォーシングが重要な役割を果たしたと考えられる.
  日本学術振興会, 基盤研究(A), 北海道大学, 18204045
• 植物化石有機分子からの白亜紀陸上生態系変動の復元
  科学研究費補助金(若手研究(A))
  2006年 - 2007年
  沢田 健
  白亜紀の陸域における気候変動と陸域生態系の進化,特に被子植物の進化・拡散とその影響による陸域生態系の変化を復元することを目的として,北海道などの白亜系堆積岩や大型植物化石を対象として古生物学・生物地球化学の研究を進めた。本研究は,古代植物に由来するバイオマーカーと抵抗性高分子に着目して、それらを用いて古生態・古気候記録を解読することが特徴である。研究の進め方として,(1)北海道白亜系の陸城古気候変動の復元と,(2)古代植物のバイオマーカー・抵抗性高分子の分析方法の開発等の基礎研究の2つのアプローチから行なった。平成19年度の研究成果は以下のとおりである。1.北海道中央部の大夕張,三笠,苫前地域に分布する地層から堆積岩および植物化石片を採集した。採集層準は,空知層群最上部(Aptian)から蝦夷層群佐久層上部(Turonian)にわたり,それらを試料としてバイオマーカー分析を行った。測定には,本科研費で設置されたガスクロマトグラフ質量分析計(GC/MS)を用いた。その結果,Aptian層準から被子植物バイオマーカーを検出した。これは日本では最古の被子植物の記録となる。また,Aptian〜Turonianにおける北海道の被子/裸子植物比などの陸上古植生の変動を復元した。2.北海道などの白亜紀から古第三紀(北大博物館収蔵)の葉・材化石を用いて,植物化石の抵抗性高分子の基礎研究を行った。化石を加水分解して得られた化学部位(分子ユニット)をGC/MS測定から同定・定量し,その組成分布を調べた。それらの結果から,植物化石の化学分類や化石の保存度の評価などへの適用性について検討した。
  文部科学省, 若手研究(A), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 18684028
• 高等植物化石ポリマーの解析からの白亜紀陸域生物圏進化の解明
  科学研究費補助金(若手研究(B))
  2004年 - 2005年
  沢田 健
  白亜紀における植物の進化とそれによる陸域環境の変化を復元することを目的として,北海道白亜系の堆積岩および天型植物化石を対象に古生物学・生物地球化学的研究を進めた.本研究は、丁古代植物に由来する化石ポリマーに着目して,それから古生態・古環境記録を解読することが特徴であり,研究の進め方も,(1)北海道白亜系の陸域古環境変動の復元と,(2)古代植物の化石ポリマー分析方法の開発等の基礎研究,の2つのアプローチから行なっている.平成17年度に行なった研究およびその成果は以下のとおりである.1.北海道大夕張地域に分布する蝦夷累層群シューパロー川層(白亜紀前期Albian相当)の地質調査と露頭の地層からの砂岩,泥岩および大型植物化石を採集した.2.本科研費で平成16年度に設置された蛍光顕微解析装置で,堆積岩中から分離した植物化石に由来する有機物破片を蛍光特性から分類した.また,砂岩試料から植物由来有機物破片を効率的に分離する遠心比重分離法を開発・検討した.3.比較的大型の木片化石をアルカリ加水分解することによって,エステル結合した化石ポリマーを分離した.その化石ポリマーを分析し,クチンやリグニンを構成するポリマーに由来する分子ユニットを数種類同定した.特に,クチンポリマーの脂肪酸分子ユニットの炭素数分布情報が,植物化右の化学分類に適用できることがわかった.また,テルペノイドのようなバイオマーカーも遊離態成分として同定され,化学分類や古環境復元に使えることを確認した.4.砂岩中に含まれる植物片を遠心比重分離してすべて回収した.その試料のバイオマーカー分析の結果,北海道の白亜系Albianに堆積した陸上植物は,裸子植物が優占的で被子植物は含まれないことが判明した.
  文部科学省, 若手研究(B), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 16740291
• 温室期の地球システムにおける海洋環境と物質輸送の高精度解析
  科学研究費補助金(基盤研究(A))
  2003年 - 2005年
  岡田 尚武, 鈴木 徳行, 北里 洋, 川幡 穂高, 西 弘嗣, 大河内 直彦, 沢田 健, 坂本 竜彦
  岡田尚武をリーダとする研究グループは,統合深海掘削計画(IODP)の先駆的研究として,平成11〜13年度の科学研究費補助金(課題番号11691113)でフランスプロバンス地方に露出するOAE1b層を研究し,エンジンカッターを用いて大型の柱状試料を採取すると共に,RosansのOAE1b最上部層準において試験的なボーリングを実施した。このボーリング試料に関する遺伝子学的解析の結果,地層中のバクテリア群集に関する興味深い新知見を得た(Inagaki, Okada et al., 2005)。フランスに於ける第2弾の国際学術研究となる本研究では,フランスの専門業者を雇ってOAE1aとOAE1bでの本格的ボーリングを実施し,極めて良質な連続コアを採取した。開封後にコアがバラバラになるのを防ぐため樹脂を用いてコア全体を保存する技術と,1mm間隔での試料採取のためのマイクロドリル法を新たに開発し,非破壊法での成分・構造分析に加えて,各種微古生物学的,有機化学的,無機化学的手法を駆使してOAE層の堆積メカニズムと古環境復元の研究を行ってきた。OAE1b層準全体から採取した地表試料の解析から,無酸素水塊が海洋表層まで達しなかった環境下での黒色頁岩と,表層まで到達して表層生物圏に大きな影響を与えた環境下での黒色頁岩のあることが分かった。また,Paquir層を鏡面研磨した結果,強い葉理が発達する部分,要理が擾乱されて不明瞭な部分,葉理のない部分,のセットが4回繰り返していることが分かった。1cm(約250年)間隔での分析結果では,ラミナの明瞭な部分では各種プランクトン,陸源性砕屑物,有機炭素含有量や黄鉄鉱が増加する一方で,底生有孔虫は多様性と個体数が減少する。これらのデータから,陸起源の栄養塩供給増加によって一次生産が増え,その結果として底層に無酸素環境が広がるという環境が4回発生したと考えられる。
  文部科学省, 基盤研究(A), 北海道大学, 連携研究者, 競争的資金, 15253007
• Molecular paleontology and paleobiology of resistant macromolecule in plant fossil　　　　　　　　　　　　　　　
  2003年
  競争的資金
• 自然界に存在する巨大分子の地球化学的研究　　　　　　　　　　　　　　　
  理学未来潮流グラント
  2001年11月 - 2002年03月
  沢田 健
  北海道大学理学研究科, 研究代表者, 競争的資金
• Biogeochemical studies on terrestrial ecosystem evolution, with respect to its effect in earth's environment　　　　　　　　　　　　　　　
  Grant-in-Aid for Scientific Research
  2000年
  競争的資金
• Biogeochemical studies on geomacromolecule in sediment and fossil　　　　　　　　　　　　　　　
  Grant-in-Aid for Scientific Research
  2000年
  競争的資金
• Paleoenvironmental and paleoclimatological reconstructions by biomarkers in sediment and fossil.　　　　　　　　　　　　　　　
  1996年
  競争的資金